JP2002036078A - 薄板円板状ワークの両面研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄板円板状ワークの両面を同時にかつ容易に
研削でき、加工品質が高く、しかも小型化が可能な装置
を提供する。 【解決手段】 両面研削装置は、１対の砥石９と、ワー
クＷの両面の加工面が１対の砥石９の研削面９ａにそれ
ぞれ対向するとともにワークＷの外周が研削面９ａの外
周と交差しかつワークＷの中心が研削面９ａ内に位置す
るようにワークＷを研削面９ａの間の研削加工位置に支
持して自転させるワーク自転手段と、ワーク搬入搬出手
段とを備えている。自転手段は、砥石９の間から外に出
ているワークＷの部分の両面加工面に流体を供給してそ
の静圧によりワークＷを軸方向に非接触支持する静圧式
軸方向支持手段を備えている。搬入出手段は、静圧式軸
方向支持手段によりワークＷが非接触支持される研削加
工位置へワークＷを供給し、かつ研削加工位置からワー
クＷを搬出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、薄板円板状ワー
クの両面研削装置、さらに詳しくは、たとえば半導体ウ
ェーハなどのような薄板円板状ワークの両面を同時に研
削する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークの両面を同時に研削する装置とし
て、端面の研削面同志が対向するように配置されて回転
する１対の研削砥石の間に、回転する円板状のキャリヤ
のポケットに入れたワークを通すものが従来から知られ
ている。この場合、研削砥石の研削面の外径（直径）
は、ワークの外径より大きくなくてはならない。また、
キャリヤには、通常、外周寄りの円周上に複数のポケッ
トが等間隔をおいて形成されており、キャリヤの一部も
ウェーハとともに１対の研削砥石の間に入るが、この部
分のキャリヤの厚さは、もちろん、研削時の１対の砥石
の間隔すなわちワークの仕上がり厚さより小さくなくて
はならない。

【０００３】ところで、現在用いられている半導体ウェ
ーハには外径が約２００ｍｍ（８インチ）のものと約３
００ｍｍ（１２インチ）のものがあるが、いずれも厚さ
（研削仕上がり寸法）は０．８ｍｍ程度であり、外径に
比べて厚さがきわめて薄いものである。このようなウェ
ーハを上記のような装置で研削する場合、ウェーハの外
径が比較的大きいため、砥石の外径が大きくなり、ウェ
ーハを収容して回転するキャリヤも大きくなる。このた
め、装置が大型になる。また、ウェーハの厚さが薄いた
め、ウェーハとともに研削砥石の間に入るキャリヤの部
分を非常に薄くする必要がある。研削砥石の間に入るキ
ャリヤのとくにポケットの部分には、これに収容されて
いるワークを介して研削力が作用するが、この部分を薄
くすると強度が低下し、ワークを円滑に移動させること
が困難になる。このため、従来は、ウェーハの両面研削
は困難であった。

【０００４】ウェーハ以外の薄板円板状のワークの場合
にも、同様の問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、薄
板円板状ワークの両面を同時にかつ容易に研削でき、加
工品質が高く、しかも小型化が可能な装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１の発明は、端面の円形研削面同志が対向するとともに
軸方向に相対的に移動しうるように配置されて回転させ
られる１対の研削砥石と、薄板円板状ワークの両面の加
工面が前記１対の研削砥石の研削面にそれぞれ対向する
とともに前記ワークの外周が前記研削面の外周と交差し
かつ前記ワークの中心が前記研削面内に位置するように
前記ワークを前記研削面の間の研削加工位置に支持して
自転させるワーク自転手段と、ワーク搬入搬出手段とを
備えており、前記ワーク自転手段が、前記研削砥石の間
から外に出ている前記ワークの部分の両面の加工面に流
体を供給してその静圧により前記ワークを軸方向に非接
触支持する静圧式軸方向支持手段と、前記ワークを径方
向に支持して回転させる径方向支持駆動手段とを備え、
前記ワーク搬入出手段が、前記静圧式軸方向支持手段に
より前記ワークが非接触支持される研削加工位置へ前記
ワークを供給し、かつ研削加工位置から前記ワークを搬
出するようになされていることを特徴とするものであ
る。

【０００７】ワークは、その外周が研削面と交差しかつ
その中心が研削面内に位置するように、ワーク自転手段
の軸方向支持手段および径方向支持駆動手段により研削
加工位置に支持されて、自転させられ、１対の研削砥石
が、それぞれの研削面をワークの各加工面に接触させた
状態で、回転させられる。研削砥石が回転することによ
り、それらの研削面に接触しているワークの加工面が研
削され、ワークの外周が研削面と交差しかつワークの中
心が研削面内に位置した状態でワークが自転することに
より、ワークが１回転する間に、ワークの加工面の全面
が研削面の間を通過して、研削面に接触する。このた
め、ワークの半径より研削面の外径が少し大きい研削砥
石を用いて、ワークをその場で自転させるだけで、その
両面の加工面の全面を同時に研削することができる。ワ
ークをその場で自転させるだけでよく、従来のようにキ
ャリヤなどを用いて移動させる必要がないため、薄板円
板状のワークであっても容易にかつ確実に研削ができ、
しかも装置の小型化が可能である。

【０００８】軸方向支持手段が静圧によりワークを非接
触支持するものであるから、ワークを確実に支持するこ
とができ、しかも研削の終了したワークの加工面を傷付
けることがなく、品質の高い加工面が得られる。また、
静圧式軸方向支持手段はワークの両面の加工面に流体を
供給するだけのものであるから、装置の構成の簡素化お
よび小型化が可能である。

【０００９】したがって、請求項１の発明によれば、薄
板円板状ワークの両面を同時にかつ容易に研削でき、加
工品質が高く、しかも装置の小型化が可能である。

【００１０】請求項１の発明において、たとえば、請求
項２のように、前記径方向支持駆動手段が、前記ワーク
の外周に接触して前記ワークの径方向の位置を規制する
少なくとも２個のローラを備え、これらのローラの少な
くとも１個が、前記ワークを回転させる駆動ローラであ
る。

【００１１】半導体ウェーハには、外周の１箇所が弓形
に切欠かれて位置決め用平坦部が形成されたものと、こ
れが形成されていないものとがある。

【００１２】位置決め用平坦部が形成されていない完全
な円形のワークを鉛直状に支持して研削する場合、ワー
クの外周の下側部分の２箇所にローラを１個ずつ接触さ
せて、少なくとも１個を駆動ローラとすることにより、
ワークを径方向の一定位置に支持して回転させることが
できる。

【００１３】位置決め用平坦部が形成されていないワー
クを水平状に支持して研削する場合、ワークの外周の３
箇所、望ましくはできるだけワークの外周を円周方向に
３等分する位置に近い位置に、ローラを１個ずつ接触さ
せて、少なくとも１個を駆動ローラとすればよい。この
ようにすれば、ワークを径方向の一定位置に確実に支持
して円滑に回転させることができる。

【００１４】なお、位置決め用平坦部が形成されていな
いワークを鉛直状に支持して研削する場合も、これを水
平状に支持して研削する上記の場合と同様、ワークの外
周の下側部分の２箇所と上側部分の１箇所の合計３箇所
にローラを１個ずつ接触させて、少なくとも１個を駆動
ローラとするのが望ましい。

【００１５】位置決め用平坦部が形成されているワーク
を鉛直状に支持して研削する場合、ワークの外周の下側
部分の２箇所において、それぞれ、２個のローラを平坦
部の円周方向の寸法より少し大きい間隔をおいて接触さ
せ、少なくとも２個を駆動ローラとすることにより、ワ
ークを径方向の一定位置に支持して回転させることがで
きる。

【００１６】位置決め用平坦部が形成されているワーク
を水平状に支持して研削する場合、ワークの外周の３箇
所、望ましくはワークの外周を円周方向に３等分する位
置に近い位置において、それぞれ、２個のローラを平坦
部の円周方向の寸法より少し大きい間隔をおいて接触さ
せ、少なくとも２個を駆動ローラとすればよい。このよ
うにすれば、ワークを径方向の一定位置に確実に支持し
て円滑に回転させることができる。この場合、３箇所の
うちの２箇所にはローラを２個ずつ設け、残りの１箇所
には、１個のローラをワークの径方向に移動しうるよう
に設けて、ばねなどの弾性力によりワークの外周に接触
させるようにしてもよい。

【００１７】なお、位置決め用平坦部が形成されている
ワークを鉛直状に支持して研削する場合も、これを水平
状に支持して研削する上記の場合と同様、ワークの外周
の下側部分の２箇所と上側部分の１箇所の合計３箇所に
おいて、ローラを接触させ、少なくとも２個を駆動ロー
ラとするのが望ましい。

【００１８】請求項１の発明において、たとえば、請求
項３のように、前記研削砥石が、外周部の環状端面が研
削面となったカップ状のものであり、前記径方向支持駆
動手段が、前記ワークの外周に接触して前記ワークの径
方向の位置を規制する少なくとも２個のローラを備え、
これらのローラのうち、１個は、前記一方の研削砥石の
研削面の内側の中心にその研削砥石の軸心を中心に回転
しうるように取付けられて前記研削砥石の間にある前記
ワークの部分の外周に接触するローラであり、他の１個
は、前記研削砥石の間および前記軸方向支持手段から外
に出ている前記ワークの部分の外周に接触して回転する
ローラであり、いずれか一方が、前記ワークを回転させ
る駆動ローラである。

【００１９】このようにすれば、少数のローラでワーク
を径方向に確実に支持し、駆動ローラによりワークを確
実に回転させることができる。また、ローラの１個が研
削砥石の研削面の内側の中心に取付けられていて、研削
砥石の研削面の外側に出ないので、その分、装置の小型
化ができる。

【００２０】請求項１の発明において、たとえば、請求
項４のように、前記径方向支持駆動手段が、前記研削砥
石の間および前記軸方向支持手段から外に出ている前記
ワークの部分の外周に接触して前記ワークの径方向の位
置を規制する少なくとも２対のローラを備え、各対の２
個のローラの相互間隔が前記ワークの外周に形成された
位置決め用平坦部の円周方向の寸法より大きく、これら
のローラの少なくとも２個が、前記ワークを回転させる
駆動ローラである。

【００２１】このようにすれば、位置決め用平坦部が形
成されていないワークはもちろん、これが形成されてい
るワークであっても、径方向の一定位置に支持して回転
させることができる。

【００２２】請求項５の発明は、端面の円形研削面同志
が対向するとともに軸方向に相対的に移動しうるように
配置されて回転させられる１対の研削砥石と、薄板円板
状ワークの両面の加工面が前記１対の研削砥石の研削面
にそれぞれ対向するとともに前記ワークの外周が前記研
削面の外周と交差しかつ前記ワークの中心が前記研削面
内に位置するように前記ワークを前記研削面の間の研削
加工位置に支持して自転させるワーク自転手段と、ワー
ク搬入搬出手段とを備えており、前記ワーク自転手段
が、前記研削砥石の間から外に出ている前記ワークの部
分の両面の加工面に流体を供給してその静圧により前記
ワークを軸方向に非接触支持する静圧式軸方向支持手段
と、前記ワークの外周の所定の２箇所に接触するシュー
を備え、前記研削砥石の回転力と前記シューの働きによ
り前記ワークが回転させられるようになされ、前記ワー
ク搬入出手段が、前記静圧式軸方向支持手段により前記
ワークが非接触支持される研削加工位置へ前記ワークを
供給し、かつ研削加工位置から前記ワークを搬出するよ
うになされていることを特徴とするものである。

【００２３】請求項５の発明の場合も、請求項１の発明
の場合と同様、薄板円板状ワークの両面を同時にかつ容
易に研削でき、加工品質が高く、しかも装置の小型化が
可能である。また、２つのシューだけでワークを径方向
に支持して回転させることができ、装置の構成の簡素化
および小型化が可能である。さらに、研削砥石の回転力
を利用してワークを回転させることができるので、他に
動力源を必要とせず、この点からも装置の構成の簡素化
および小型化が可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
を半導体ウェーハの両面研削に適用した実施形態につい
て説明する。

【００２５】図１〜図３は第１実施形態を示し、図１は
その両面研削装置の全体構成を示している。第１実施形
態は、位置決め用平坦部が形成されていないワークを対
象とするものである。両面研削装置は横軸両頭平面研削
盤(1) にワーク自転手段としてのワーク自転装置(2) が
付加されたものであり、自転装置(2) の詳細が図２およ
び図３に示されている。この実施形態の説明において、
図１の紙面表側を前、同裏側を後とし、前から後を見た
ときの左右すなわち図１の左右を左右とする。

【００２６】研削盤(1) は、水平なベッド(3) 、および
ベッド(3) の上面に取付けられた左右の砥石ヘッド(4)
(5)を備えている。詳細な図示は省略したが、各砥石ヘ
ッド(4)(5)は、互いに独立して前後および上下方向の角
度調整ができるように、ベッド(3) に固定されている。
各砥石ヘッド(4)(5)内に、それぞれ、水平な砥石軸(6)
(7)が回転支持されている。左右の砥石軸(6)(7)の軸心
は左右方向にのびる１つの共通な水平線上にあり、各砥
石軸(6)(7)はそれぞれの砥石ヘッド(4)(5)に対して左右
方向に移動させられるようになっている。左側砥石ヘッ
ド(4) より右側に突出した砥石軸(6) の先端部にカップ
状の左側研削砥石(8) が固定され、右側砥石ヘッド(5)
より左側に突出した砥石軸(7) の先端部に同形状、同寸
法の右側研削砥石(9) が固定される。左側砥石(8) の環
状の鉛直右端面は左側円形研削面(8a)、右側砥石(9) の
環状の鉛直左端面は右側円形研削面(9a)となっており、
これらの研削面(8a)(9a)が互いに平行な状態で対向して
いる。この実施形態の場合、各砥石(8)(9)の外周と研削
面(8a)(9a)の外周は一致している。左右の砥石軸(6)(7)
の少なくとも一方が左右方向に移動することにより、左
右の砥石(8)(9)が左右方向すなわち軸方向に相対移動す
る。左右の砥石軸(6)(7)は、図示しない適当な駆動手段
により、互いに同方向（左側から見て反時計方向）に同
速度で回転させられる。研削盤(1) の他の部分は、公知
の横軸両頭平面研削盤と同様に構成することができる。

【００２７】自転装置(2) は、ワーク（ウェーハ）(W)
の両面の加工面(a)(b)が左右の研削面(8a)(9a)にそれぞ
れ対向するとともにワーク(W) の外周が研削面(8a)(9a)
の外周と交差しかつワーク(W) の中心(c) が研削面(8a)
(9a)内に位置するように、ワーク(W) を左右の研削面(8
a)(9a)の間に鉛直に支持して自転させるものであり、左
側砥石ヘッド(4) および右側砥石軸(7) の部分に設けら
れている。

【００２８】左側砥石ヘッド(4) の上面に後から見てＬ
字状のベース(10)が固定され、その右側面上部に砥石ヘ
ッド(4) より右側に張出した鉛直状の支持板(11)が固定
されている。そして、この支持板(11)の右端部に、左右
の厚さに比べて前後幅および高さが大きい鉛直厚板状の
静圧支持ブロック(12)の左側面が固定されている。ブロ
ック(12)の前側の部分は支持板(11)より下方に突出し、
その下部がさらに前方に突出している。この突出部分(1
2a) の下縁は砥石(8)(9)の外径より少し直径の大きい凹
形の円弧状に形成され、この円弧状の部分が砥石(8)(9)
の後側部分のすぐ上方に位置している。ブロック(12)の
突出部分(12a) を含む前側部分に、その高さ全体にわた
りかつ前縁まで達するスリット(13)が形成されている。
スリット(13)の左右幅は、ワーク(W) の厚さよりわずか
に大きい。ブロック(12)の突出部分(12a) におけるスリ
ット(13)の左右両側の壁の対向面に、静圧みぞ(16)が形
成されている。突出部分(12a) のスリット(13)の両側の
壁にはみぞ(16)に連通する空気供給穴(17)が形成され、
この穴(17)にブロック(12)の外側から空気供給ホース(1
8)(19)が接続されている。そして、図示しない空気供給
装置からホース(18)(19)および穴(17)を通して、みぞ(1
6)に空気が供給されるようになっている。

【００２９】支持ブロック(12)は、静圧によりワーク
(W) を軸方向に非接触支持する静圧式軸方向支持手段を
構成している。

【００３０】ベース(10)の右側面下部に砥石ヘッド(4)
より右側に張出した支持部材(20)が固定され、この支持
部材(20)に、駆動ローラ(21)が左右方向の水平軸を中心
に回転しうるように取付けられている。支持部材(20)に
は、また、駆動用電動モータ(22)が取付けられ、これに
より、駆動ローラ(21)が左側から見て時計方向に回転さ
せられるようになっている。駆動ローラ(21)の左右幅は
ワーク(W) の厚さより大きく、駆動ローラ(21)はブロッ
ク(12)の突出部分(12a) のスリット(13)の後側下方で砥
石(8)(9)の軸心より少し上方の砥石(8)(9)の後側に位置
している。

【００３１】右側砥石軸(7) の左端に、砥石(9) の右端
の円板状の部分を貫通して左側にのびる小径部(7a)が形
成され、研削面(9a)の内側に位置する小径部(7a)の左端
部に、研削面(9a)の内径より外径の小さいガイドローラ
（従動ローラ）(23)が砥石軸(7) の軸心を中心に遊転し
うるように取付けられている。ガイドローラ(23)の右端
は、研削面(9a)より少し右側（内側）に位置している。
また、ガイドローラ(23)は研削面(9a)より左側に突出
し、その突出量はワーク(W) の厚さより大きい。そし
て、左右の砥石(8)(9)が研削作業位置にあるとき、ガイ
ドローラ(23)の左端部が左側砥石(8) の研削面(8a)の内
側に位置するようになっている。

【００３２】詳細な図示は省略したが、砥石ヘッド(4)
より右側の砥石軸(6) の前側部分の上方に張出した水平
支持板(24)がベース(10)の適当箇所に固定され、その上
面に、たとえば空気シリンダなどの適当なアクチュエー
タ(25)により前後方向に移動させられる移動部材(26)が
取付けられている。移動部材(26)に後方に水平にのびる
支持棒(27)が固定され、支持棒(27)の後端部に押えロー
ラ（従動ローラ）(28)が左右方向の水平軸を中心に遊転
しうるように取付けられている。押えローラ(28)の左右
幅は、ワーク(W) の厚さより大きい。押えローラ(28)
は、移動部材(26)の移動により、図３に実線で示す後端
の作動位置と同図に鎖線で示す前端の待機位置とに切替
えられ、作動位置においてブロック(12)の突出部分(12
a) の前部のスリット(13)のすぐ上方に位置し、待機位
置において突出部分(12a) より前方に離れた砥石(8)(9)
の前側部分の上方に位置するようになっている。

【００３３】ワーク(W) は、鉛直な姿勢で駆動ローラ(2
1)とガイドローラ(23)の上にのせられて、研削加工位置
に支持される。このとき、ワーク(W) の上側の約半分の
部分がブロック(12)の突出部分(12a) のスリット(13)に
入り、ブロック(12)の下側に出たワーク(W) の下側部分
の外周の２箇所が駆動ローラ(21)とガイドローラ(23)に
接触する。また、ワーク(W) の上部が突出部分(12a) か
ら外に出ており、この部分の外周に作動位置に切替えら
れた第２ガイドローラ(28)が接触するようになってい
る。

【００３４】駆動ローラ(21)、ガイドローラ(23)および
押えローラ(28)は、ワーク(W) を径方向に支持して回転
させる径方向支持駆動手段を構成している。

【００３５】この実施形態の場合、砥石(8)(9)の外径は
ワーク(W) の外径とガイドローラ(23)の外径の合計より
若干大きく、後述する研削作業時には、ワーク(W) の中
心(c) が研削面(8a)(9a)の上部の外周と内周の間に位置
するようになっている。

【００３６】詳細な図示は省略したが、研削装置には、
自転装置(2) に対するワーク(W) の搬入、搬出を自動的
に行なうためのワーク搬入搬出手段としてのオートロー
ダ(29)が設けられている。

【００３７】上記の研削装置において、ワーク(W) の研
削作業はたとえば次のようにして行われる。

【００３８】研削作業中、左右の砥石(8)(9)は常時回転
しており、ブロック(12)のみぞ(16)には常時空気が供給
されている。作業開始時には、左右の砥石(8)(9)は研削
作業位置より左右に少し離れた待機位置に移動し、押え
ローラ(28)は待機位置に移動している。このような状態
で、ワーク(W) が、オートローダ(29)により、その上縁
部を把持されて、ブロック(12)のスリット(13)を通して
左右の砥石(8)(9)の間に供給され、駆動ローラ(21)およ
びガイドローラ(23)の上にのせられる。ワーク(W) がロ
ーラ(21)(23)の上にのせられると、押えローラ(28)が作
動位置に移動させられて、ワーク(W) の外周に接触し、
オートローダ(29)がワーク(W) を放して上方の待機位置
に移動する。そして、ワーク(W) は、ブロック(12)のみ
ぞ(16)に供給される空気の静圧により軸方向の非接触支
持させるとともに、ローラ(21)(23)(28)により径方向に
支持され、所定の研削加工位置に支持される。

【００３９】ワーク(W) が研削加工位置に支持される
と、駆動ローラ(21)が回転を開始する。そして、駆動ロ
ーラ(21)とワーク(W) の外周との間の摩擦力により、ワ
ーク(W) が、研削加工位置において、ほぼその中心を中
心に自転させられる。

【００４０】ワーク(W) が自転を開始すると、砥石(8)
(9)が互いに接近する方向に移動させられ、研削面(8a)
(9a)が対応する加工面(a)(b)に接触させられる。これに
より、ワーク(W) の下側の部分が砥石(8)(9)で挟まれ、
ワーク(W) の外周が研削面(8a)(9a)の外周と交差しかつ
ワーク(W) の中心(c) が研削面(8a)(9a)内に位置する。
砥石(8)(9)は、ワーク(W) の仕上がり寸法より決まる所
定の研削作業位置まで移動させられ、その位置に所定時
間停止させられる。その間に、砥石(8)(9)が回転するこ
とにより、それらの研削面(8a)(9a)に接触しているワー
ク(W) の加工面(a)(b)が研削され、ワーク(W) の外周が
研削面(8a)(9a)の外周と交差しかつワーク(W) の中心
(c)がを研削面(8a)(9a)内に位置した状態でワーク(W)
が自転することにより、ワーク(W) が１回転する間に、
ワーク(W) の加工面(a)(b)の全面が研削面(8a)(9a)の間
を通過して、研削面(8a)(9a)に接触し、その結果、ワー
ク(W)が何回転かする間に、両面の加工面(a)(b)の全面
が同時に研削される。

【００４１】ワーク(W) の研削が終了すると、砥石(8)
(9)がワーク(W) から離れ、さらに左右の待機位置まで
移動する。砥石(8)(9)がワーク(W) から離れると、駆動
ローラ(21)が停止させられ、これにより、ワーク(W) も
自転を停止する。ワーク(W) が自転を停止すると、ワー
ク(W) の上縁部がオートローダ(29)によって把持され、
押えローラ(28)が待機位置まで移動させられ、ワーク
(W) が、オートローダ(29)により、ブロック(12)のスリ
ット(13)を通して、その上方に搬出される。その後、次
に研削されるワーク(W) が前記のように研削加工位置に
搬入される。そして、以後は、上記の動作を繰返すこと
により、次々に研削が行われる。

【００４２】第１実施形態の場合、鉛直状のワーク(W)
は重力により下向きの力を受け、しかも砥石(8)(9)が左
側から見て反時計方向に回転し、研削面(8a)(9a)の後側
上部の後方斜め下向きに移動する部分がワーク(W) に接
触するので、ワーク(W) は、砥石(8)(9)の回転により、
後方斜め下向きの力を受け、その方向にある駆動ローラ
(21)に圧接させられて、確実に回転させられる。また、
ワーク(W) は、駆動ローラ(21)により前方斜め下向きの
力を受けて、その方向にあるガイドローラ(23)に圧接さ
せられる。そして、ワーク(W) は、２個のローラ(21)(2
3)により、一定の研削加工位置に支持されて回転させら
れる。したがって、上部の押えローラ(28)は必ずしも必
要ではない。しかし、押えローラ(28)があれば、ワーク
(W) の浮上がりを防止し、これを確実に研削加工位置に
支持して回転させることができる。

【００４３】左右の砥石(8)(9)は、通常は、上記実施形
態のように同速度で回転させられるが、たとえば左右の
加工面(a)(b)の研削取代配分を変化させたい場合など、
場合によっては、左右の砥石(8)(9)の回転速度を変えて
研削することもできる。また、左右の砥石(8)(9)を互い
に逆方向に回転させて研削することも可能である。

【００４４】図４〜図６は第２実施形態を示し、図４は
その両面研削装置の全体構成を示している。第２実施形
態は、位置決め用平坦部が形成されていないワークを対
象とするものである。両面研削装置は横軸両頭平面研削
盤(1) にワーク自転手段としてのワーク自転装置(80)が
付加されたものであり、自転装置(80)の詳細が図５およ
び図６に示されている。この実施形態の説明において、
図４の紙面表側を前、同裏側を後とし、前から後を見た
ときの左右すなわち図４の左右を左右とする。

【００４５】研削盤(1) は第１実施形態と同じものであ
り、対応する部分には同一の符号を付している。この実
施形態の場合、左右の砥石(8)(9)は、互いに同方向（左
から見て反時計方向）に同速度で回転させられる。

【００４６】自転装置(80)は、ベッド(3) および左側砥
石ヘッド(4) の部分に設けられている。

【００４７】左側砥石ヘッド(4) の上面に砥石ヘッド
(4) より右側に突出したベース(81)が固定され、その右
端部に第１実施形態の場合と同様の静圧支持ブロック(8
2)の上部が固定されている。ブロック(82)の前側の部分
はベース(81)より下方に突出し、この突出部分(82a) を
含むブロック(82)の下部の前縁が砥石(8)(9)の外径より
少し直径の大きい凹形の円弧状に形成され、この円弧状
の部分が砥石(8)(9)のすぐ後方に位置している。ブロッ
ク(82)の突出部分(82a) を含む前側部分に、その高さ全
体にわたりかつ前縁まで達するスリット(83)が形成され
ている。スリット(83)の左右幅は、ワーク(W) の厚さよ
りわずかに大きい。ブロック(82)の下部におけるスリッ
ト(83)の左右両側の壁の対向面に静圧みぞ(84)が形成さ
れており、各壁のみぞ(84)は空気供給穴(85)を介して空
気供給ホース(86)(87)に接続されている。

【００４８】左右の砥石ヘッド(4)(5)の間のベッド(3)
の上面に、前後方向および上下方向に広がりを持つ鉛直
支持板(88)が固定されている。支持板(88)は左右方向か
ら見て略凹形をなし、その前側突出部分(88a) が砥石
(8)(9)の前側をその上縁近くまでのび、後側突出部分(8
8b) が砥石(8)(9)の後側をその高さの中間部近くまでの
びている。支持板(88)の後側突出部分(88a) の上端部に
ワーク(W) の外周に接触してこれを受ける第１シュー(8
9)が固定されている。シュー(89)のワーク(W) を受ける
面は前側斜め上方を向き、その左右幅はワーク(W) の厚
さより大きい。また、シュー(89)は、ブロック(82)の突
出部分(82a) のスリット(83)のすぐ後方であって砥石
(8)(9)の軸心より少し低い位置に位置している。支持板
(88)の前側突出部分(88a) の上端部と後側突出部分(88
b) の下部の左側面にブロック状の支持部材(90)(91)が
斜めに固定され、前側の支持部材(90)の後下向きの面に
形成された有底穴(92)内に可動部材(93)が移動自在には
め入れられている。可動部材(93)は、穴(92)の底壁の貫
通穴に外側から回転自在に挿入されたボルト(94)にねじ
はめられ、ボルト(94)を回転させることにより可動部材
(93)の位置が調整されるようになっている。鋼製帯状の
第２シュー(95)の両端部が可動部材(93)と後側の支持部
材(91)に固定され、ボルト(94)で可動部材(93)を斜め前
方に引張ることにより、シュー(95)が緊張状態に保持さ
れている。第２シュー(95)の左右方向の厚さはワーク
(W) の厚さより少し小さく、シュー(95)の幅の狭い斜め
上向きの面がワーク(W) の外周に接触してこれを受ける
ようになっている。第２シュー(95)の左右方向の位置は
ブロック(82)のスリット(83)の左右方向の中心位置とほ
ぼ一致し、シュー(95)は、左右の砥石(8)(9)の間に位置
し、ブロック(82)の下方と砥石(8)(9)の軸心の下方を通
って後下方から前上方に向かって斜めにのびている。

【００４９】図示は省略したが、研削装置には、第１実
施形態の場合と同様のオートローダが設けられている。

【００５０】上記の研削装置において、ワーク(W) の研
削作業はたとえば次のようにして行われる。

【００５１】まず、オートローダにより、ワーク(W)
が、ブロック(82)のスリット(83)を通して左右の砥石
(8)(9)の間に供給され、２つのシュー(89)(95)の上にの
せられる。これにより、ワーク(W) の前側の約半分の部
分が左右の砥石(8)(9)の間に入るとともに、後側の約半
分の部分がスリット(83)の下部に入り、ワーク(W) は、
ブロック(82)のみぞ(84)に供給される空気の静圧により
軸方向の非接触支持させるとともに、シュー(89)(95)に
より径方向に支持され、所定の研削加工位置に支持され
る。このとき、ブロック(82)から出ているワーク(W) の
後側部分であってその中心(c) より少し下側の部分が第
１シュー(89)で受けられ、ブロック(82)から出て左右の
砥石(8)(9)の間にあるワーク(W) の下側部分であって、
その中心(c)より少し前側の部分が第２シュー(95)で受
けられる。ワーク(W) がシュー(89)(95)の上にのせられ
ると、オートローダがワーク(W) を離して上方の待機位
置に移動する。

【００５２】ワーク(W) が研削加工位置に支持される
と、砥石(8)(9)が互いに接近する方向に移動させられ、
研削面(8a)(9a)が対応する加工面(a)(b)に接触させられ
る。これにより、ワーク(W) の前側の部分が砥石(8)(9)
で挟まれ、ワーク(W) の外周が研削面(8a)(9a)の外周と
交差しかつワーク(W) の中心(c) が研削面(8a)(9a)の後
部の外周と内周の間に位置する。また、このとき、ワー
ク(W) の外周がシュー(89)(95)に接触しているだけであ
って、ワーク(W) の回転を阻止するものがないので、ワ
ーク(W) は同一方向に回転している砥石(8)(9)から回転
力を受け、シュー(89)(95)に押付けられて、シュー(89)
(95)に対してすべりながら回転する。これにより、ワー
ク(W) は、ほぼその中心(c) を中心に砥石(8)(9)と同じ
方向（左から見て反時計方向）に自転する。砥石(8)(9)
は、ワーク(W) の仕上がり寸法より決まる所定の研削加
工位置まで移動させられ、その位置に所定時間停止させ
られる。その間に、砥石(8)(9)の回転と、それによるワ
ーク(W) の自転とにより、第１実施形態の場合と同様、
ワーク(W) の両面の加工面(a)(b)の全面が同時に研削さ
れる。

【００５３】ワーク(W) の研削が終了すると、砥石(8)
(9)がワーク(W) から離れ、さらに左右の待機位置まで
移動する。砥石(8)(9)がワーク(W) から離れると、ワー
ク(W)に対する回転駆動力がなくなるため、ワーク(W)
も自転を停止する。ワーク(W)の自転が停止すると、オ
ートローダ(29)により、ワーク(W) がブロック(82)のス
リット(83)を通してその上方に搬出される。

【００５４】他は、第１実施形態の場合と同様である。

【００５５】上記各実施形態においては、静圧式軸方向
支持手段に空気を供給しているが、たとえば研削に使用
する水など、他の流体を供給するようにしてもよい。

【００５６】第１、第２実施形態において、ワーク自転
装置がワークを自転させながら研削面と平行な方向に往
復移動させるようにしてもよい。その場合、往復移動手
段の構成は任意であり、静圧式軸方向支持手段と径方向
支持駆動手段の両方を往復移動させるものであってもよ
いし、径方向支持駆動手段だけを往復移動させるもので
あってもよい。静圧式軸方向支持手段は静圧によりワー
クを非接触支持するものであるから、これを往復移動さ
せずに、径方向支持駆動手段だけを往復移動させても、
ワークを往復移動させることができる。

【００５７】上記各実施形態においては、研削砥石の軸
心が水平である横軸の両面研削装置を示したが、上記と
同様の構成で研削砥石の軸心が鉛直である縦型のものと
することもできる。

【００５８】また、この発明は、半導体ウェーハ以外の
薄板円板状ワークの研削にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の第１実施形態を示す両面研
削装置の概略正面図である。

【図２】図２は、図１のワーク自転装置の部分を拡大し
て示す部分切欠き正面図である。

【図３】図３は、図２のIII −III 線の断面図である。

【図４】図４は、この発明の第２実施形態を示す両面研
削装置の概略正面図である。

【図５】図５は、図４のワーク自転装置の主要部を拡大
して示す部分切欠き正面図である。

【図６】図６は、図５のVI−VI線に沿う断面図である。

【符号の説明】

(2) ワーク自転装置（ワーク自転手段） (8)(9) 研削砥石 (8a)(9a) 研削面 (12) 静圧支持ブロック (21) 駆動ローラ (23) ガイドローラ (28) 押えローラ (80) ワーク自転装置 (82) 静圧支持ブロック (89)(95) シュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 浩一 大阪府八尾市南植松町２丁目34番地 光洋 機械工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C016 CA07 CB06 CE05 3C043 BC06 CC04 CC11 DD05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端面の円形研削面同志が対向するとともに
   軸方向に相対的に移動しうるように配置されて回転させ
   られる１対の研削砥石と、薄板円板状ワークの両面の加
   工面が前記１対の研削砥石の研削面にそれぞれ対向する
   とともに前記ワークの外周が前記研削面の外周と交差し
   かつ前記ワークの中心が前記研削面内に位置するように
   前記ワークを前記研削面の間の研削加工位置に支持して
   自転させるワーク自転手段と、ワーク搬入搬出手段とを
   備えており、前記ワーク自転手段が、前記研削砥石の間
   から外に出ている前記ワークの部分の両面の加工面に流
   体を供給してその静圧により前記ワークを軸方向に非接
   触支持する静圧式軸方向支持手段と、前記ワークを径方
   向に支持して回転させる径方向支持駆動手段とを備え、
   前記ワーク搬入出手段が、前記静圧式軸方向支持手段に
   より前記ワークが非接触支持される研削加工位置へ前記
   ワークを供給し、かつ研削加工位置から前記ワークを搬
   出するようになされていることを特徴とする薄板円板状
   ワークの両面研削装置。
2. 【請求項２】前記径方向支持駆動手段が、前記ワークの
   外周に接触して前記ワークの径方向の位置を規制する少
   なくとも２個のローラを備え、これらのローラの少なく
   とも１個が、前記ワークを回転させる駆動ローラである
   ことを特徴とする請求項１の薄板円板状ワークの両面研
   削装置。
3. 【請求項３】前記研削砥石が、外周部の環状端面が研削
   面となったカップ状のものであり、前記径方向支持駆動
   手段が、前記ワークの外周に接触して前記ワークの径方
   向の位置を規制する少なくとも２個のローラを備え、こ
   れらのローラのうち、１個は、前記一方の研削砥石の研
   削面の内側の中心にその研削砥石の軸心を中心に回転し
   うるように取付けられて前記研削砥石の間にある前記ワ
   ークの部分の外周に接触するローラであり、他の１個
   は、前記研削砥石の間および前記軸方向支持手段から外
   に出ている前記ワークの部分の外周に接触して回転する
   ローラであり、いずれか一方が、前記ワークを回転させ
   る駆動ローラであることを特徴とする請求項１の薄板円
   板状ワークの両面研削装置。
4. 【請求項４】前記径方向支持駆動手段が、前記研削砥石
   の間および前記軸方向支持手段から外に出ている前記ワ
   ークの部分の外周に接触して前記ワークの径方向の位置
   を規制する少なくとも２対のローラを備え、各対の２個
   のローラの相互間隔が前記ワークの外周に形成された位
   置決め用平坦部の円周方向の寸法より大きく、これらの
   ローラの少なくとも２個が、前記ワークを回転させる駆
   動ローラであることを特徴とする請求項１の薄板円板状
   ワークの両面研削装置。
5. 【請求項５】端面の円形研削面同志が対向するとともに
   軸方向に相対的に移動しうるように配置されて回転させ
   られる１対の研削砥石と、薄板円板状ワークの両面の加
   工面が前記１対の研削砥石の研削面にそれぞれ対向する
   とともに前記ワークの外周が前記研削面の外周と交差し
   かつ前記ワークの中心が前記研削面内に位置するように
   前記ワークを前記研削面の間の研削加工位置に支持して
   自転させるワーク自転手段と、ワーク搬入搬出手段とを
   備えており、前記ワーク自転手段が、前記研削砥石の間
   から外に出ている前記ワークの部分の両面の加工面に流
   体を供給してその静圧により前記ワークを軸方向に非接
   触支持する静圧式軸方向支持手段と、前記ワークの外周
   の所定の２箇所に接触するシューを備え、前記研削砥石
   の回転力と前記シューの働きにより前記ワークが回転さ
   せられるようになされ、前記ワーク搬入出手段が、前記
   静圧式軸方向支持手段により前記ワークが非接触支持さ
   れる研削加工位置へ前記ワークを供給し、かつ研削加工
   位置から前記ワークを搬出するようになされていること
   を特徴とする薄板円板状ワークの両面研削装置。